Флюс для пайки алюминия с медью

Как выбрать флюс для пайки: материалы для работы с медью, алюминием, серебром и нержавейкой

Флюс – вещество, необходимое для аккуратного удаления окисей металлов, образующихся при пайке.

Кроме того, нанесение флюса позволяет защитить обрабатываемый металл от окисления и обеспечить оптимальное растекание припоя.

Какой же использовать флюс для пайки алюминия, нержавеющей стали, серебра, микросхем BGA, а также других материалов, и как сделать его своими руками?

Выбор флюса зависит от особенностей соединяемых поверхностей, а также используемых материалов, ведь при пайке оловом и твердыми припоями применяются разные составы.

Особенности

Флюс для пайки алюминия существенно отличается от составов, используемых для паяния меди и стали. Для него применяются реагенты, легко растворяющие окисную плёнку на поверхности алюминиевой детали, препятствующую пайке.

По сравнению с цинком и железом алюминий более активен – за считаные секунды тщательно зачищенная алюминиевая деталь образует новую оксидную пленку. Причем последняя не менее плотная, чем только что счищенная. Чтобы при зачистке алюминиевой детали не допустить образования новой оксидной пленки, и нужен слой флюса, закрывающий доступ к алюминию кислорода из воздуха.

В отличие от меди и стали алюминий обладает низкой температурой плавления – всего 660 градусов. Из-за этого перегрев алюминия чреват уменьшением прочности самой детали. Нагрев алюминия до 300 градусов приводит к уменьшению устойчивости детали или всей конструкции, на которой производится пайка.

Алюминиевые сплавы по сравнению с чистым алюминием плавятся при температуре менее 600 градусов. Чтобы этого избежать, применяются более низкотемпературные припои, содержащие олово, кадмий, висмут и индий. За слишком низкотемпературную пайку пользователь расплачивается неудовлетворительной прочностью паяного соединения. Поэтому в припой, предназначенный для пайки алюминия, вводят цинк, хорошо растворяющийся в алюминии.

Соединение на основе цинксодержащего припоя удаётся более прочным – сам цинк плавится при 420 градусах.

• Высокий процент брака после завершения процесса;
• Пайка алюминий-медь требует большого количества различных дополнительных материалов, многие из которых являются узкоспециализированными, без которых невозможно получить качественное соединение;
• Иногда необходимо подбирать стальные муфты того же диаметра, что и свариваемые трубы;
• Процесс пайки оказывается весьма дорогостоящим благодаря использованию флюсов, специальных припоев и других дополнительных средств;
• Многие из дополнительных расходных материалов находятся в трудном доступе, так как не относятся к распространенным и часто употребляемым;
• Далеко не каждый метод пайки из существующих оказывается подходящим для конкретного случая;
• Справиться с работой может только мастер с большим опытом и в домашних условиях это трудноосуществимый процесс.

Трудности пайки

Основная трудность пайки заключается в том, что металлические изделия из этих материалов не могут нормально соединиться, так как даже при схватывании припоя шов может треснуть даже при относительно небольшом механическом воздействии. Положение усложняется оксидной пленкой алюминия, которая обволакивает материал припоя, мешая нормальному соединению, а также не плавится от температурного воздействия. С этим может помочь в борьбе хорошая очистка и обработка растворителем с последующим нанесением специализированного флюса.

Пайка алюминия с медью

Работа с медью также получается не простой в данном случае. Ведь даже припой для пайки медных труб оказывается не совсем подходящим для такого процесса. Он является тугоплавким, что и требуется для такого металла. В то же время алюминий может иметь более низкую температуру плавления, что приведет к его прогоранию прежде, чем расплавится сам припой. Таким образом, пайка алюминия с медью твердым припоем оказывается достаточно проблематичной. Припой для плавки алюминия может не подойти для меди, так как оказывается слишком легкоплавким, но это уже более подходящий вариант, так как многие мастера, особенно при работе в домашних условиях, используют серебряные припои.

Возможные способы пайки алюминия с медью

Пайка алюминия с медью в домашних условиях и на производстве может проводиться следующими способами:

• Пайка с помощью муфты. В данном случае между металлами вставляется стальная часть, так что и медь и алюминий припаиваются с различных сторон стали более удобными способами, что помогает получить надежное соединение, так как со сталью и другими сплавами они взаимодействуют намного лучше, чем между собой.
• При использовании специальных припоев. Современные разработки, к примеру, как присадочный материал марки Castolin и специально разработанные флюсы к нему, помогают решать многие сложные вопросы. Большим недостатком такого способа является высокая стоимость расходных материалов и слабая распространенность.

Припой для сварки алюминия с медью

• Поверхностная пайка. В данном случае из алюминия делают раструб, чтобы в него могла войти медная трубка. Края этого раструба запаивают легкоплавкими припоями, захватывая большую часть поверхности медной трубы, чтобы увеличит площадь соединения.

Материалы и инструмент

Вне зависимости от того, необходима вам пайка алюминия с медью провода, трубы или листов, для этого понадобятся:

• Горелка (газовая или бензиновая) или паяльник, в зависимости от условий, в которых это все проводится;
• Припой, который будет подходить для выбранного способа, так как для пайки через стальную муфту требуются расходные материалы, которые будут рассчитаны на пайку со сталью;
• Флюс, подобранный под припой, чтобы улучшить взаимодействие с разными металлами;
• Стальная, или из какого-либо другого сплава, муфта, если выбран именно этот метод;
• Инструменты для фиксации заготовок и разделки раструба.

Пошаговая инструкция

1. Осуществляется полная подготовка всех металлических изделий, которые будут принимать участие в пайке. Это включает разделку кромок, подготовку раструба, механическая обработка щеткой и растворителями, чтобы снять все имеющиеся налеты и образовавшиеся пленки.
2. Затем детали надежно фиксируются, чтобы во время процесса не было ни какого движения и смещения.
3. На следующем этапе следует обработать концы деталей флюсом.
4. Далее уже можно приступать к непосредственному спаиванию. Если выбран метод через муфту, то сначала она припаивается к одной заготовке, к примеру, медной трубе. Потом нужно выделить время на остывание и проверку качества, чтобы не было трещин и щелей. Только после этого следует приступать к соединению со второй частью, которое осуществляется точно также, но с помощью других расходных материалов.
5. После окончания процедур дать шву остыть и проверить полностью готовое изделие на отсутствие брака, прежде чем пускать его в эксплуатацию.

При выборе расходных материалов нужно обращать внимание на прочность получаемого соединения, что особенно важно при работе с трубами, которые эксплуатируются под давлением.»

Особенности высокотемпературного процесса

Популярен активный флюс с маркировкой Ф-34А. В его состав входят фторид натрия, хлориды лития, калия, цинка.

Флюс можно применять для пайки алюминия и его сплавов, в которых содержание магния не превышает 15 %.

Процесс ведут при 420-620°С. Для равномерного плавления массы нужно проводить осторожное нагревание, учитывая высокую теплоотдачу алюминия. По окончании пайки место соединения следует хорошо промыть водой.

При необходимости пайки алюминия в диапазоне высоких температур процесс проводят локальным нагреванием или погружением в ванны. На практике эффективность подтвердили флюсы на основе хлоридов лития и калия, к которым иногда добавляют хлорид натрия и фторид калия или алюминия. Смеси обладают хорошей текучестью, обеспечивают прочное соединение в месте пайки.

При температуре, достигающей 600 ℃, в качестве флюса рекомендуют использовать смесь хлорида цинка и меди. Вещества склонны инициировать коррозию. Поэтому остатки флюса сначала промывают содовыми растворами, а затем водой.

Стандартно применяемые флюсы не растворяют оксидную пленку на поверхности алюминия, поэтому надо использовать специальные активные флюсы.

Флюс для пайки алюминия используется для работы с оловянно-свинцовыми припоями при рабочей температуре 250-360 градусов. Такой флюс и при пайке, и при лужении хорошо убирают пленку окисла, очищает поверхность металла и как следствие припой лучше растекается по поверхности. Все это приводит к созданию более плотного и прочного соединения сплавляемых деталей. Излишки этого флюса легко удаляются растворителями, спиртом или специальными жидкостями.

Также этот флюс можно считать универсальным, поскольку применять его можно и для работы с никелем, медью, нержавеющими сталями и т.д.

Особенности пайки меди и применение припоев

Отремонтировать те же медные трубы можно своими руками, да и в плане характеристик медные трубы более прочные и надежные, чем пластиковые. Естественно, они стоят дороже, но эта дороговизна вполне оправдана.

А можно сделать водопровод на основе медных труб своими руками, для этого нужно обладать нужными навыками и умениями, а также иметь на руках все необходимые материалы, приспособления и инструментарий. И конечно же, нужно обязательно знать, как правильно паять медь, и какие для этого потребуются припои и флюсы.

Для пайки медных труб вам потребуется следующее:

• кисточка для нанесения на поверхность трубы флюса в виде пасты;
• стальные щетки для зачистки стенок труб изнутри;
• припой из олова;
• резак для труб;
• горелка газовая для обработки материала.

Если говорить о газовых горелках для пайки меди, то они могут иметь в наличии пьезовый розжиг, а могут быть и без него. Чтобы качественно соединить друг с другом медные трубы, соблюдайте такой порядок действий:

• в самом начале зачищаем поверхность медной трубы изнутри специальной щеточкой. Затем при помощи специальной шкурки следует почистить трубу снаружи, пока не появится блестящий медный оттенок поверхности;
• кисточкой нанесите флюс на поверхность соединения двух отрезков снаружи и внутри, а затем вставьте их друг в друга;
• разжигаем газовую горелку и разогрейте места соединения труб. Смотрите, чтобы появились оловянные шарики;
• теперь возьмите оловянные припои в небольшом количестве и нанесите их по краям соединения двух частей. При этом нет необходимости, чтобы они проводились по всему периметру края труб, будет достаточно нанести их примерно на половину периметра края труб. Оловянные припои отлично соединяются с металлами при пайке. В течение нескольких секунд припои на основе свинца и олова будут воздействовать на поверхность меди, обеспечивая прочность соединения.

Какие припои берут для меди?

Чаще всего для соединения меди используют медно-фосфорные припои, в состав которых также входит и серебро примерно на 15 процентов. В основном их используют в холодильной промышленности, поскольку они отличаются относительно невысокой температурой плавки. Также такие припои имеют высокую текучесть и при воздействии на медь обеспечивают надежное и долговечное соединение металлов.

Самостоятельное изготовление

Имеется возможность изготовить флюс для пайки алюминия своими руками. Для изготовления подойдут вещества, которые обладают хорошей растворяемостью и антиокислительными качествами. Когда готовят флюс для алюминия своими руками, то за основу берутся спирт, кислоты, масла.

Самый простой флюс можно приготовить, растворив воде таблетку ацетилсалициловой кислоты, наиболее известной под названием аспирин. Растворять таблетку следует до исчезновения осадка. Также можно использовать гранулы лимонной кислоты.

Хороший флюс можно получить, растворив в этиловом спирте канифоль. Поскольку она растворяется медленно, то ее следует измельчить как можно более тщательно. Для завершения растворения раствор следует оставить на некоторое время. Этот процесс можно ускорить, поместив раствор в стеклянную баночку и нагревать в водяной бане до температуры 80 градусов.

Преимущество флюса, полученного из растворенной в спирте канифоли, заключается в его нейтральности, что позволяет не смывать его остатки после окончания процесса пайки. Допускается растворение не в этиловом спирте, а в глицерине. Такой флюс будет более густым и удобным при применении.

Используемые в работе материалы

Для качественной пайки алюминия следует использовать специально подобранные флюсы и припои. Это позволит провести качественно работу.

Флюсы для пайки алюминия

Флюсом называется вспомогательный компонент, который препятствует образованию оксидной пленки во время пайки. Также его функция заключается в обеспечении хорошего смачивании поверхности жидким припоем, что обеспечивает надежное сцепление.

Но при отсутствии флюса его можно заменить трансформаторным маслом, предварительно зачистив поверхности наждачной бумагой. Это позволит замедлить процесс образования оксидной пленки.

Действие флюса зависит от его состава

Канифоль

Этот вид флюса является самым востребованным. Канифоль можно применять для пайки любых металлов. Но в случае с алюминием работу следует выполнять без доступа воздуха, что значительно осложняет ее проведение. В итоге время на выполнение пайки требуется больше, а эффективность низкая.

Важно! При использовании канифоли качество соединения алюминия не отличается особой прочностью.

Порошковый флюс

Для пайки алюминия можно применять порошковые флюсы вместе с газовой горелкой. При проведении работ нельзя добавлять к пламени кислород, так как это вызывает окисление алюминия.

Наиболее распространенные порошковые флюсы:

• бура (смесь натриевой соли и борной кислоты);
• активный флюс Ф-34А (содержит хлориды калия, лития, цинка и хлорид цинка);
• ацетилсалициловая кислота;
• активный паяльный жир.

Жидкий флюс

Эту разновидность флюсов можно наносить на поверхность тонким слоем. Но при этом они испаряются намного быстрее и способны выделять обжигающие пары.

Наиболее популярные виды:

• флюс Ф-61— рекомендован для низкотемпературной пайки;
• флюс Ф-64 — разрушает даже достаточно прочную оксидную пленку;
• Castolin Alutin 51 L — подходит для работы при температуре от 160 градусов.

Припой для пайки алюминия и его сплавов

С целью пайки данного металла рекомендуется применять припои из таких материалов, как алюминий и цинк. При этом они могут содержать различные добавки, что улучшает их функциональность.

Самые популярные импортные припои для алюминия:

• HTS-2000;
• Castolin 192FBK;
• Castolin 1827;
• Chemet Aluminium 13;
• Chemet Aluminium 13-UF.

Важно! Припой должен хорошо смачивать поверхности деталей, иначе провести качественную пайку не удастся.

Отечественные припои и их качество

Использовать для работы с алюминиевыми деталями в домашних условиях можно и отечественные припои. Они не уступают по эффективности импортным, но стоят на порядок дешевле.

Самые популярные из них:

• ПОС-61;
• марки А;
• 34А;
• SUPER A+.

Сравнение припоев для пайки алюминия

При сравнении импортных припоев HTS-2000 с Castolin 192fbk, а также отечественного «алюминиевого огурца» многие профессионалы отмечают, что последний отличается высокой прочностью пайки, так как состоит из алюминия. Но недостаток его в том, что работу нужно проводить в печке.

А что касается HTS-2000, то отзывы в основном негативные, так ка припой отличается тягучей консистенцией и для его разравнивания на поверхности следует прибегать к стальным инструментам.

Castolyn 192FBK также характеризуется высокой текучестью. Он идеально подходит для того, чтобы запаять небольшие отверстия, а при использовании его для больших дыр может проваливаться внутрь алюминиевых деталей.

При выборе припоя нужно учитывать режим пайки

Порошковая проволока

Этот материал можно применять только при сварке алюминия, а не пайке. Поэтому нельзя путать эти два совершенно разных вида работ по соединению деталей. Применение порошковой проволоки дает возможность проводить сварку без газа.

Источники нагрева

Чтобы правильно спаивать детали, нужно не только знать какие флюсы и припои можно применять, но и как паять дома алюминий паяльником, используя разные источники нагрева.

Паяльник для пайки алюминия

При использовании паяльника нужно учитывать размер деталей для соединения. Количества тепла от источника должно поступать больше, чем будет его рассеиваться. Примерно на 1 тыс. кв. см алюминия рассеивается около 50 Вт тепловой мощности. Значит, для спаивания деталей с такой суммарной площадью, нужно использовать паяльник мощностью 90-100 Вт.

Горелки для пайки алюминия

Если нужно спаять толстые алюминиевые листы, то лучше использовать газовые горелки. Преимущество такого источника в том, что он бесконтактно доносит тепло и характеризуется высокой скоростью разогрева.

Важно! При использовании горелки детали могут даже не успеть нагреться, как уже будут спаяны.

Технология работы припоем алюминия, его сплавов

Детали необходимо очистить от пыли, жира, грязи и установить в то положение, в котором они будут подвергаться пайке. В место, где будет осуществляться пайка, нужно нанести флюс.

Место с флюсом нагревается. Для этого стержнем нужно прикоснуться к поверхности. Важно не перегреть место соединения, так как металл будет плавиться.

При работе с припоем без флюса стоит знать особенность: оксидную пленку на поверхности нужно разрушить, так как припой не сможет проникнуть через нее.

Разрушать ее можно с помощью нержавейки или прутком из стали, для этого нужно произвести чиркающие действия по поверхности. В результате оксидная пленка теряет целостность.

Если поверхность большая, то разрушить пленку поможет щетка из стали. Ею нужно водить по поверхности, затем соединить детали между собой.

Проблема работы алюминия — оксидная пленка образовывается мгновенно после того, как ее счистят. Она является инертной и расплавленным металлом смачивается с трудом.

Что же делать, чтобы такую пленку снять и прочно запаять деталь? Можно очищать поверхность, налив на нее слой масла. Металл в этом случае не будет контактировать с воздухом, соответственно пленка не сможет образоваться.

Вода не должна входить в состав масла. Для этого его хорошо прогревают до температуры 180-200 градусов. Специалисты рекомендуют применять вакуумные, минеральные масла.

Есть еще способ снять оксидную пленку. Покрыть поверхность канифолью. Она, как и масло, будет препятствовать попаданию воздуха на металл.

Опилками из стали или щеткой из нержавейки нужно проводить чиркающие движения по алюминию, пленка утратит свою прочность.

Лучший метод удалить оксидную пленку своими руками — применить механические действия элементами из стали плюс воздействие активным флюсом.

Применяя пайку, можно восстановить предметы из алюминия любой конструкции, величины, сложности. Такой метод ремонта используется не только для предметов, используемых в быту.

К автомобилям, мотоциклам, прочей технике предъявляются повышенные требования прочности. Их также ремонтируют путем пайки.

Иногда такой способ соединения деталей является предпочтительнее, чем сварочные работы. Ведь он не деформирует металл, не меняет его состав.

При помощи спаивания можно отремонтировать кондиционеры, насосы.

В домашних условиях можно отреставрировать алюминиевый желоб водостока, сайдинг, лестницу, посуду. После ремонта сплав окажется очень прочным.

Виды припоя

Припои – это достаточно специфический ряд веществ, которые должны соответствовать следующим условиям:

1. Высокие показатели теплопроводности и электропроводности;
2. Хорошая прочность и высокий коэффициент растяжения;
3. Коррозионная стойкость;
4. Преобразование в жидкую среду при воздействии температуры сварки;
5. Контрастная величина остывания металла пайки и кристаллизации припоя.

Данные вещества варьируются в зависимости от температуры процесса паяния, и бывают мягкие и твердые.

Таблица флюсов

Ход работ

Судя по многочисленным потребительским отзывам, с этой работой может справиться каждый, даже с небольшим опытом пайки. Для начала приобретите труборез, специальный гибочный станок и сварку. Некоторые домашние умельцы вместо трубореза пользуются ножовкой по металлу. Как утверждают специалисты, делать так не стоит, поскольку качество работы будет не тем. Трубогиб может быть универсальный (им работают с различными диаметрами) и специфический (предназначен для трубок определенного диаметра).

Далее следует купить трубки из алюминия, отрезать из них нужную длину и погнуть на гибочном станке. После приготовления трубок займитесь нарезкой фитингов и соедините все в одну систему. Прежде чем соединять, тщательно почистите трубки с помощью наждачной бумаги или металлической щетки. Если на изделиях останется смазка, краска или земля, то сцепление металла с припоем будет хуже. Если вы хотите соединить две трубки, вставьте их друг в друга, чтобы оставался небольшой зазор (0,2 см), который в дальнейшем будет заполнен расплавленным припоем. После выполнения этих действий можно приступать непосредственно к самой пайке.